Устройство для хранения и подачи штанг

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОЫ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868891/22-03 (22) 19.03.85 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) Б.Ф.Брюхов, А.С.Телешов и Ш..А.Нургалин (53) 622.242.3(088Л) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1016498, кл,. Е 21 С 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 642465, кл. Е 21 В 19/14, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И

ПОДАЧИ ШТАНГ, включающее манипулятор с захватом и кассету в виде барабана с сепараторами, направляющей и фиксатором, о т л и ч а ю щ е е с я тйм, что, с целью сокращения затрат време-1 .ни на сборку и разборку бурового ста..SU„,1257160 А1 ва за счет сохранения ориентированно- го положения штанг безрезьбового замкового соединения, манипулятор снабжен дополнительным захватом с рычагами и подвижной плитой с приводом и установлен с возможностью поворота посредством штанги сепараторов кассеты на один шаг при перемещении штанги, причем захваты манипулятора связаны между собой посредством концентрически расположенных осей, установленных с возможностью поворота друг относительно друга, при этом рычаги размещены с возможностью взаимодействия с подвижной плитой дополнительного захвата, а направлявшая установлена с возможностью взаимодействия с . прорезью замкового соединения. штанги и имеет дополнительный участок, соответствующий траектории движения манипулятора.

vìeåòñÿ диск 21 с прорезями для взаимодействия с подпружиненньи фиксатором 9, закрепленным на основании 6, шаг прорезей диска 21 соответствует

:> шагу прорезей сепараторов 15 и 16, т« е. шагу расположения штанг в кассете. На крышке 10 расположены внутренняя 22 и внешняя 23 реборды, ограничивающие положение верхнего конца

1 > штанг, для прохода последнего при подаче штанги манипулятором верхняя реборда 23 имеет прорезь, Крышка 10 неподвижно закреплена на оси 3. Посредством кронштейнов 4 и 5 кассета неподвижно закреплена на мачте бурового станка (не показана), устройство для хранения г1 подачи

26 штанг содержит кассету 1 и манипулятор 2. Кассета включает ось 3, .закрепленную в кронштейнах 4 и 5, основание

6 с направляющей 7, барабан 8, подпружиненный фиксатор 9 барабана и

25 крышку 10. Основание 6 жестко закреплено на кронштейне 5. направляющая 7 в поперечном сечении состоит из несущего а и ориентирующего h элементов и в плане выполнена по форме

30 незамкнутой окружности с упором 11 на одном конце. Элементы а и Ь направля-ющей 7 предназначены для базирования штанг 12-14 и других в заданном пространственном положении — несущий эле-, мент о служит опброй штанг,торец ко- " торых контактирует с егорабочей поверхностью 4,и обеспечивает сохранение продольного положения„о1>иентирующий элемент обеспечивает сохранение углового положения, что неоэходимо

«jg для соединения штанг при ларащигании (сборке) бурового става. Барабан 8 имеет нижний 15 и верхний 16 сепараторы, их рабочая часть выполнена в форме чередующихся выступов и прореЩ5 зей, расположенных с заданным 11(агом«

Б прорезях сепараторов размещаются штанги 12-14 и другие, при этом прорези выполнены с возможностью смещеC ния ш Ган1 з Dpäèÿ31û1oì относительно сепараторов направлении (по глубине прорезей), а выступы 17-20 и другие,. контактируя со штангами, разделяют их с заданным шагом, а также выполняют функции зубьев кинематической п«3pb1 штанга — барабан, при этом последний устаионлен на оси 3 с возмо>кностью вращения. В нижней части барабана

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для хранения и подачи буровых штанг безрезьбового замкового соединения.

Целью изобретения является сокра« щение затрат времени на сборку и разборку бурового става за счет сохранения ориентироганного положения штанг безрезьбового замкового соединения, На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 — то же, вид сбоку на «(>иг, 3 то >ке (вид сверху (в положении "захваты отведены ), на фиг.4 — манипулятор повернут на ось скважины, виц сверху, на фиг.5 — то же, захваты отведены, на фиг.6 — схе— ма взаимодействия манипулятора со штангой и сепаратором. !

Манипулятор 2 включает основание

24, полую стойку 25, ребра 26 и поворотные хомуты 27 и 28, жестко соединенные между собой и образующие корпус манипулятора, а также привод 29, две поворотные оси 30 и 31, одна из которых полая, с рычагами 32 и 33 на верхних концах образующими захват манипулятора и рычагами 34 н 35 на них них, образующими дополнительный захват в совокупности с подвижной плитой

36 и с приводом 37. Направляющая 7 имеет дополнительный участок (направляющую) 38 для перемещаемой штанги, также состоящий из несущего о и ориентирующего b элементов, Корпус манипулятора посредством хомутов 27 и 28 установлен на направляющей 39 мачты с возможностью вращения относительно оси О„,Ci íà угол ж, шток и корпус привода 29 шарнирно соединены с основанием 24 и с кронштейном 40 мачты. Направляющая 38 в плане изогнута по форме дуг окружностей, центр которых находится на оси 0„0ц вращения манипулятора, продольная ось ориентирующего элемента 1> совпадает с траекторией продольной оси штанги 12, подаваемой манипулятором, а рабочая контактирующая с торцом шганги 12 поверхность С несущего элемента а находится в одной плоскости с основной поверхностью разъема штанги 41 бурового стана, зафиксированного штатным устройством захвата 42 става, например люнетпатроном, при этом конец направляющей 38 жестко соединен с корпусом последнего. Поворотные оси 30 и 31 размещены концентрично в полой стойке 25 с возможностью вращения ( относительно оси О,„ОА, на угол P . На верхних концах осей 30 и 31 посредз 12571 ством втулок 43 и 44 жестко закреплены рычаги 32 и 33 с охватывающими элементами 45 и 46. Рычаги 34 и 35, жестко закрепленные на нижних концах осей 30 и 31, кинематически связаны с подвижной плитой 36, которая имеет продольную ступенчатую в плане прорезь для размещения трубы и спирали штанги. Захваты разнесены по продольной оси манипулятора.на расстояние, 10 близкое к длине штанги, для надежного перемещения штанг, преимущественно длинномерных, и выполнены с возможностью нежесткого захвата штанги, в частности смещения ее нижнего конца вдоль прорези подвижной плиты 36. Последняя установлена в направлякоцих основания 24 с возможностью возвратно-поступательного движения и снабжена приводом 37, шток которого соеди- 20 нен с плитой 36, а корпус — с основанием 24. Еинематическая связь подвижной плиты 36 и рычагов 34 и 35 выполнена, например, в виде прорезей A u б и размещенных в них цилиндрических 25 выступов 47 и 48, принадлежащих рычагам 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

Перед наращиванием бурового става манипулятор повернут в положение ("кассета ), захваты удерживают предварительно захваченную очередную штангу 12, которая находится между выступами 17 и 18 сепараторов барабана 8, штанга 4 1 бурового става зафиксирована штатным устройством захвата 42 так, что ее замковая часть (хвостовик) находится в положении, необходимом для соединения со штангой 12.

При наращивании бурового става включается привод 29, манипулятор со штангой поворачивается на угол са — из положения I ("кассета") в положение

III ("став") — и подает штангу 12 на ось О О . В первой фазе цикла подачи — на пути от точки О, до точки

О „ — штанга 12 контактирует с боковой поверхностью выступов 19 сепара- торов 15 и 16 и, воздействуя на них, поворачивает барабан 8 на заданный шаг (точка K является последней точкой контакта штанги с выступом сепараторов), при этом другие выступы сепараторов воздействуют на все штанги, расположенные в барабане 8 и опирающиеся на направляющую 7, и перемещают их также на заданный mar, в частности выступ 19 перемещается на место выступа 20, а последующая штанга 13

Взаимное расположение манипулятора

2 и барабана 8 кассеты 1 в плане вы30 полнено с возможностью их кинематической связи посредством штанги 12, подаваемой манипулятором из положения

1 хранения к буровому ставу (и обратно) и взаимодействующей при этом с выступами 19 (и 18) сепараторов 15 и Ç5

16 барабана, а также с возможностью поворота барабана 8 и перемещения на ходящихся в нем штанг 12-14 и других только на один заданный шаг. При этом снабженный приводом 29 манипулятор, 40 находящаяся в его захватах штанга 12

t и бесприводный барабан 8 кассеты служат соответственно ведущим, промежуточным и ведомым звеньями указанной кинематической связи. Осевые линии направляющей 7 кассеты на участке от упора 11 (точка Ь ) до точки Г (против часовой стрелки) и направляющей 38 манипулятора на участке О,D имеют различную кривизну, противоположно N направленную выпуклость и пересекают-, ся в точках О, и Г . Для плавного перемещения штанги на участке осевой

О,Г выполнен переход 49 от направляющей 7 к направляющей 38. Совокупность направляющей 7 кассеты, перехо" да 49 и напраг яющей 38 манипулятора — последовательно примыкающих и

60 4 соединенных между собой участков 50,, О,i и ГП составляет направляющую устройства в целом, которая выполнена с возможностью точного базирования подаваемой штанги 12 на ее несущем элементе а, свободной подвижности нижнего конца штанги относительно ориентирующего элемента b в направлении его продольной оси и ограниченной подвижности в поперечном направлении, при этом подвижность обеспечивается за счет зазора между боковыми поверхностями упомянутого элемента и паза замка штанги. Отмеченное выше выполнение прорезей сепараторов барабана, захватов манипулятора и ориентирующего элемента направляющей с возможностью нежесткого захвата, смещения и ограниченной подвижности подаваемой штанги обеспечивает условия, необхо-, димые для перемещения штанги манипулятором и совмещения хвостовика и гнезда соединяемых штанг непосредственно в конечной фазе подачи штанги на ось бурового става.

% 1257 на место штанги 12, занимая исходное положение для захвата при выполнении следующего цикла подачи. Фиксатор 9, взаимодействуя с диском 21 при повороте барабана 8 на каждый шаг, предотвращает его случайное смещение от посторонних воздействий. Во второй фазе цикла подачи (на пути от точки

О„ до точки 0 ) штанга 12 не контактирует с сепараторами барабана 8, в )p

Ф песледней фазе цикла подачи и поперечного совмещения замковых частей (гнезда и хвостовика) штанга 12 соединяется со штангой 41 бурового става.

Освобождение штанги осуществляется путем отведения захватов манипулятора.

Для этого привод 37 включается на обратный ход и подвижная относительно основания 24 плита 36 (нижний захват) сдвигается со штанги, одновременно 2б боковая поверхность прорезей A и Ь плиты воздействует на размещенные в них цилиндрические выступы 4? и 48 и рычаги 34 и 35 поворачиваются на угол синхронно с ними поворачиваются 2 оси 30 и 3 1 с рычагами 32 и 33, и охватывающие элементы 45 и 46 отводятся от штанги. После этого привод 29 " включается на обратный ход и поворачивает разгруженный манипулятор из Зп положения III (став™) в положение 1 (" кассета" ), привод 37 включается на рабочий ход, при этом плита 36 проре160 эью надвигается на штангу, ранее пе— ремещенную в положение, исходное для захвата, а охватывающие элементы 45 и 46 захватывают ее верхний конец, в результате устройство подготовлено к выполнению очередного цикла подачи штанги для наращивания става.

Работа устройства при разборке става осуществляется в обратной последовательности, в частности во второй фазе поворота (на пути после точки О, к точке О ) штанга, подаваемая манипулятором в кассету, вступает в контакт.с боковой поверхностью выступов 19 сепараторов 15 и 16 и, воздействуя на них, поворачивает барабан 8, и перемещает находящиеся в нем штанги на заданный шаг, в результате штанга вводится в кассету и очередная свободная прорезь сепараторов занимает положение для приема следующей штанги, Другим примером выполнения данного изобретения является устройство, подвижная часть манипулятора которого перемещается возвратно-поступательно, в соответствии с этим дополнительная направляющая 38 в плане выполняется прямолинейной, В случае использования обычных (не шнековых) штанг подвижная плита 36 манипулятора выполняется с

U-образной одноступенчатой продольной прорезью.

Р»

) 257! 60

12571 бО

1257160

ВНИИПИ Заказ 4887/23 Тираж 548 Подписное

Произв.-пояигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4